现代电工技术综合实训方案.docx

现代电工技术综合实训突出基本概念引入工程实践注重技能训练体现四新要求广东交通职业技术学院二00八年十二月目录第一部分 plc应用技术实训 4实训课题一 fx系列plc的硬件和fxgp/win-c编程软件的使用4实训课题二 软元件t、m、c的编程使用 8实训课题三 基本指令和手持编程器的使用 12实训课题四 sfc状态图步进指令的使用 17实训课题五 应用功能的使用（一）23实训课题六 应用功能的使用（二）35实训课题七 应用功能的使用（三）39实训课题八 应用功能的使用（四）43实训课题九 应用功能的使用（五）49第二部分 变频器应用技术实训 51实训课题一 变频器的面板操作及运行 51实训课题二 变频器的外部运行、组合运行58实训课题三 变频器常用参数的功能使用 60实训课题四 多档转速的plc控制62第三部分 触摸屏应用技术实训 64实训课题一 触摸屏f-got940的应用 64第四部分 力控组态应用技术实训 73实训课题一 力控6.0软件应用73第五部分 综合应用技术实训 86实训课题一 plc与变频器的rs485通讯86实训课题二 触摸屏与变频器的通讯控制 91实训课题三恒压供水系统运行 93实训课题四综合任选题目103可编程序控制器综合实训装置说明该实训装置是由我院自行设计研制开发，具有较高的技术内涵，集plc、变频器、人机界面触摸屏、工业网络、智能仪表、计算机控制技术及多媒体技术的综合实训设备，能体现高职教育对“四新”（新技术、新工艺、新设备、新材料）的要求，能不断开设与生产技术进步相应的实践内容和项目。该套装置由上位机、中位机、下位机组成，上位机由中控软件、组态软件及硬件部分（人机界面触摸屏、cc-link）等组成，其目标是实现集中管理、分散控制。中位机系统设备由变频器、plc、人机界面触摸屏、计算机等组成实现运算、比较处理。下位机是由我们要控制的对象如电动机、恒压供水系统、中央空调等执行机构组成，将接受来自上位机的操作命令，从而验证中位机控制程序，完成实训、实操、培训、考核、鉴定等各种要求。实操项目：1、可编程序控制器实训实操（含模拟量控制） 2、变频器实训实操3、人机界面触摸屏实训实操 4、综合通讯实训实操5、plc与组态技术 6、综合技能实训实操7、cc-link实训实操设备面板：1-人机界面触摸屏 2-触摸屏通信接口 3-开关 4-总电源开关 5-保险丝 6-电源输出口7-有锁按钮 8-无锁按钮 9-plc 10-通信模块 11-电源指示灯 12-七段译码管13-模拟量输入输出端口 14-变频器 15-模拟量模块 16-变频器通信端口第一部分 plc实训实训课题一 fx系列plc的硬件和fxgp/win-c编程软件的使用一、实训目的1 了解plc的硬件组成及各部分的功能；2 掌握plc输入和输出端子的分布；3 掌握plc的编程软件的基本使用方法；4 掌握plc编程软件编程和调试程序。二、实训仪器设备1 plc综合实训装置一台；2 pc机一台；3 swopc-fxgp/win-c软件一套。三、实训指导1 plc基本单元的外部特征fx系列plc基本单元的外部特征基本相似，如图1-1所示，一般都有外部端子部分、指示部分、及接口部分，其各部分的组成及功能如下：图1.1-1 fx2n系列plc外形图(1)安装孔4个;(2)电源、辅助电源、输入信号用的可装卸端子；（3）输入指示灯；（4）输出动作指示灯；（5）输出用的端子；（6）外围设备接线插座、盖板；（7）面板盖；（8）安装卡子；（9）i/o端子标记；（10）动作指示灯，power：电源指示灯，run：运行指示灯：batt，v：电池电压下降指示灯，prog-e：指示灯闪烁时表示程序出错，cpu-e：指示灯亮时表示cpu出错；（11）扩展单元、模块，特殊单元、模块的接线插座盖板；（12）锂电池；（13）锂电池连接插座；（14）另选存储器滤波器安装插座；（15）功能扩展板安装插座；（16）内置run/stop开关；（17）编程设备、数据存储单元接线插座。（1）外部端子部分外部端子包括plc电源端子（l、n、）、供外部部传感器用的dc24v电源端子（24+、com）、输入端子（x）、输出端子（y）等，主要完成信号的i/o连接，是plc与外部设备（输入设备、输出设备）连接的桥梁。输入端子与输入电路相连，输入电路通过输入端子可随时检测plc的输入信息，即通过输入元件（如按钮、行程开关、继电器的触点、转换开关、传感器等）连接到对应的输入端子上，通过输入电路将信息送到plc内部进行处理，一旦某个输入元件的状态发生变化，则对应输入点（软元件）的状态也随之变化，其连接示意图如图1-2所示。图1.1-2 输入信号连接示意图输出回路就是plc的负载驱动回路，通过输出点，将负载和负载电源连接成一个回路，这样，负载就由plc的输出点进行控制，其连接示意图如图1-3所示。负载电源的规格（见表1），应根据负载的需要和输出点的技术规格来选择。图1.1-3 输出信号连接示意图表1.1 fx2n-48mr型号项目电源规格项目输出规格额定电压ac100240v内部电源ac250v dc30v以下电源保险丝250v5a最大负载电阻负载2a/1点;8a/4点公用;8a/8点公用额定频率50/60h z感性负载80va耗电量(va)50灯负载100w（2）指示部分指示部分包括各i/o点的状态指示、plc电源（power）指示、plc运行（run）指示、用户程序存储器后备电池（batt）状态指示及程序出错（prog-e）、cpu出错（cpu-e）指示等，用于反映i/o点及plc机器的状态。（3）接口部分接口部分主要包括编程器、扩展单元、扩展模块、特殊模块及存储卡盒等外部设备的连接口，其作用是完成基本单元同上述外部设备的连接。在编程器接口旁边，还设置了一个plc运行模式转换开关sw，它有run和stop两个运行模式，run模式能使plc处于运行状态（rus指示灯亮），stop模式能使plc处于停止状态（rus指示灯灭），此时，plc可进行用户程序的录入、编辑和修改。2 fxgp/win-c编程软件的使用swopc-fxgp/win-c v2.11为一个可应用于fx系统可编程控制器的编程软件，可在windows95982000下运行。在swopc-fxgp/win-c中，可通过梯形图符号，指令语言及sfc符号来创建程序，还可以在程序中运行加入中文、英文注释，它还能够监控plc运行果的动作状态和数据变化情况，而且还具有程序得监控结果的打印功能。总之，swopc-fxgp/win-c软件为用户提供了程序录入、编辑和监控手段，是功能较强的plc上位编程软件。（1）运行swopc-fxgp/win-c软件后，将出现初始启动界面，点击工具栏中的“新文件”图标，然后选择plc类型设置（fx2n/fx2nc），选择相应的机型，即可进入编程状态。（2）点击功能图栏的功能图形，弹出元件编号对话框，输入元件编号，直到输完梯形图，在点转换。（3）“plc存储器清除”子菜单功能是用于清除plc储存器、数据元件存储器和位元件存储器，操作时会出现对话框，选中要清除的选项，并确认。（4）“传送”子菜单是将已创建的顺控程序成批传送到可编程控制器中。“写出”是将计算机中的程序发送到plc中。（5）“开始监控/停止监控”选项是用于进行监控程序运行情况或停止监控程序运行的，当程序运行并处于监控状态时，若梯形图程序中的某个接点接通，则该接点处的颜色变为绿色。（6）接好输入和输出信号元件（7）接通plc运行开关，plc面板上rus灯亮，表明程序已投入运行。（8）结合控制程序，在不同输入状态下观察输入/输出指示灯的变化，若输出指示灯的状态与程序要求一致，则表明程序运行正常。四、实训内容1、按图1-4，1-5的梯形图分别在计算机上的编程软件fxgp-win-c输入程序,然后把程序传送到plc上在连接好各输入设备；图1.1-4 控制一台电机的运行停止图1.1-5 控制几只灯同时亮2、接通plc的电源，观察plc的各种指示灯是否正常；3、分别接通各个输入信号，观察plc的输入/输出指示灯是否发亮；4、仔细观察plc的输出端子的分组情况，明白同一组中输出端子不能接入不同的电源。5、仔细观察plc的各个接口，明白各接口所接的设备。五、编程训练1、用输入/输出继电器编写电动机正反转的控制程序,并接线调试。2、用输入/输出继电器编写抢答器程序,并接线调试。控制要求：一个四组抢答器，任一组抢先按下按键后，该组指示灯亮，同时锁住抢答器，其它组此时按键无效；按下复位开关后，进行下一轮抢答。六、实训报告1、实训总结（1）画出plc的输出端子的分布及其分布情况；（2）分别写出plc的i/o信号的种类；（3）plc实训时，你认为要注间哪些事项。2、实训思考（1）plc的软元件和硬元件有何区别；（2）写出plc的各个接口能连接的设备名称。实训课题二 软元件t、m、c的编程使用一、实训目的1 掌握软元件定时器（t）的各种功能使用方法；2 掌握软元件辅助继电器（m）的各种功能使用方法；3 掌握plc软元件计数器（c）的各种功能使用方法。二、实训仪器设备1 plc综合实训装置一台；2 pc机一台。三、实训指导表2.1 fx2n定时器(t)、辅助继电器（m）、计数器（c）的编号及属性t100ms一般用途t0t199 共200点，其中t192t199还可以用于子程序和中断程序10ms一般用途t200t245 共46点1ms中断累计型t246t249 共4点100ms累计型t250t255 共6点m一般用途（默认）m0m499 共500点停电保持用（默认）m500m1023 共524点停电保持专用m1024m3071 共2048点特殊用m8000m8255 共256点（具体见附表）c16位顺主计数器032767一般用c0c99 共100点停电保持用c100c199 共100点32位顺/倒计数器-2147483648+2147483648一般用c200c219 共20点停电保持用c220c235 共16点1 定时器（t）一个完整的定时器包含：一个线圈、一对触点、一个设定值和一个经过值，设定值和经过值都是16位。图1.2-1定时器应用程序1在图1.2-1的程序中，当x0接通时，t0开始计时，当t0的经 值等于设定值k100时，t0常开触点会闭合，当x0断开时，t0的经过值及t0触点会复位。这代表一般用途定时器的属性。图1.2-2定时器应用程序2在图1.2-2程序中，当任意时刻断开x2，t250的经过值及触点状态不会改变，当t250累积的经过值等于t250的设定值时，t250触点动作并保持，当对t250进行复位操时其经过值及触点会复位，这就停电保持型t的属性。2 辅助继电器（m）默认一般用途（非停电保持用途）通过编程软件的参数设定可以改为停电保持用途。默认停电保持用途也可以通过参数设定改为一般用途。停电保持专用的特性，无法通过编程软件改变。plc内有许多m，除部分特殊用途m之外，一般的m由一个线圈和一对触点组成。其线圈可由plc内的各种软元件的触点驱动。这类型m有无数的常开触点与常闭触点，在plc内可随意使用。但是m触点不能直接驱动外部负载，外部物理负载只能通过y驱动。plc在运行过程中突然停电，y及一般m都会断开，当再运行时，除输入条件为接通的情况外，都为断开状态。但在实际控制过程中，希望记忆停电前的状态，再运行时再现该状态，这种情况下就需用停电保持型m。图1.2-3停电保持型-启动/停止控制程序在图1.2-4程序中，m8002、m8013、m8000是触点型特殊继电器。m8002是开机脉冲，只在“stop”转到“run”状态的第一个扫描周期是导通的；m8013是1s脉冲；m8000在“run”状态时总是接通的。在图1.2-5程序中，m8033和m8034是线圈型特殊继电器，控制plc的特定运行。当用户程序驱动m8033时，即使是在“stop”状态，输出y10也是保持的；当用户程序驱动m8034时，输出y10是禁止的。图1.2-4 特殊m控制程序1 图1.2-5特殊m控制程序23 计数器(c)计数器的址编号是十进制，必须与rst配合使用。c0c199是16位加器，其经过值在计数状态下到达设定值时，对应的触点动作。使用rst指令可以使其经过值及触点同时复位。把一般用途c0改为停电保持型c100，其动作过程基本相似，不同的是停电或关机不能对停电保持型c100经过值及触点复位，只能用rst指令对其复位。图1.2-6计数器程序1高速计数器是停电保持型，其经过值和设定值都是32位，经过值及触点状态都会记忆停电之前的状态。作为高速计数器的信号，建议使用电子开关信号；若用机械触点，由于振荡会产生计数误差，务必注意。接照高速计数器的编号不同，x0-x7只能用单一的功能，不能重复使用；不作为高速计数器配套使用的x输入端可作普通用途使用。使用计数器时的注意事项：（1）32位计数器用16位指令会出现错误。如mov.（2）16位计数器不能32位计数器混合使用。四、实训内容-编程训练1、定时器训练（t）（1）一盏灯亮2s，停2s，反复循环。（2）电动机星三角形启动：按下动按钮sb1，星形启动，这时km1、km2闭合，电机运行。延时5s后转化为三角形运行，km2断开，km3接通，即完成星三角形启动。按下停止按钮sb2，电机停止运行。（3）彩灯控制：有四组彩灯分别是“求是”、“笃实”、“创新”、“立业”，每组彩灯要求分别亮2s后，停2s，然后一起亮2s，在停2s，又重新一轮，反复循环。2、辅助继电器训练（m）（1）交通灯控制：按下启动按钮sb1后，东西方向：绿灯亮20s（后4s闪烁），接着黄灯亮4s后熄灭；红灯亮20s；南北方向：红灯亮24s后，接着绿灯亮16s（后4s闪烁）后熄灭，黄灯亮4s后熄灭，如此循环；按下停止按钮sb1后，红、绿、灯均停止工作。3、计数器训练（c）（1）三台电机的循环启停运转控制：三台电机接于y0、y1、y2。要求它们相隔5s启动，各运行10s停止。并循环。（2）用计数器的方法编写交通灯的控制，控制要求如上题一样。4、综合编程题（x、y、t、s、c）（1）洗衣机控制（具有锁存功能）：启动时，首先进水，到高水位时停止进水，开始洗涤。正转洗涤10s，暂停2s后反转洗涤10s，暂停2s后再正转洗涤，如此反复5次。洗涤结束，开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水（同时排水），脱水时间为10s。这样完成一次从进水到脱水的大循环过程。经过2次上述大循环后，洗衣完成报警，报警10s后结束全过程，自动停机。五、实训报告1、写出i/o分配表；2、按控制要求编写出程序；3、画出外围接线图；4、上机调试并运行程序；5、结论（回答老师的提问）。实训课题三 基本指令和手持编程器的使用一、实训目的1 理解并掌握27个基本指令的含义和使用；2 掌握fx-20p型手持编程器的基本使用方法；二、实训仪器设备1 plc综合实训装置一台；2 pc机一台；3 swopc-fxgp/win-c软件一套。4 fx-20p型手持编程器一只。三、实训指导1、27个基本指令基本指令一览表图1.3-1 基本指令2、手持编程器的使用（1）、编程器简介现以fx20p型编程器为例进行说明，其操作面板如图1.3-2所示。 图1.3-2 fx20p型编程器操作面板可分为显示器和键盘组成：fx20p编程器的显示器为液晶（lcd）显示器，它能把编程与编辑过程中的操作状态、指令、软组件符号、软组件号、常数、资料等，同时分别在显示器里显示出来，在用指令监控功能控某一指令时，还能显示该指令对应的线圈或触点的通、断状态。（2）、键盘功能键盘有指令键、软组件代号键、数字键与操作键。软组件代号键、数字符元元键与指令公用？此键的上半部为指令，下半部为软组件符合用数字，上下部的功能对应于键的操作进行，它能根据按键的先后的不同，能自动识别确定和切换双功能键的功能。操作键的功能见下表。操作键的菜单表键符号功能caear清除当前有效地址寄存器的操作，编程器处于等待接受操作命令状态。r（rd）按下此键后，显示r，表示编程器进入程序读出状态。w（wr）按下此键后，显示w，表示编程器进入程序写入状态。i（ins）按下此键后，显示i，表示编程器进入程序插入状态。d（del）按下此键后，显示d，表示编程器进入程序删除状态。m（mnt）按下此键后，显示m，表示编程器进入程序监视状态。t（test）按下此键后，显示t，表示编程器进入程序测试状态，测量现场设备。sp空格键，在写入时，进行指定组件地址号，常数等均要应用此键。step步序键；设定地址码的步序号时，按此键。（）游标键；按它；使地址码向后（前）滚动以显示对应指令。go执行键进行指令的确认、存入、显示后面画面的滚动，以便再检索。other其它键：在任何状态下按下此键，将显示式项目单选择画面进行项目选择。help辅助键：显示应用指令一览表，监测时，进行十进制或十六制的切换的辅助功能。（3）、编程操作程序的写入、修改、调试过程如图1.3-3所示，编程时将编程器联接于基本单元上，并使pc进入编程工作状态，在此状态下进行程序的写入、检查和编辑、试运行等。（3.1）清除用户内存的全部内容，又称作清零。写入新程序之前，应将用户内存的内容全部清除。按下列的顺序先后按各键。（a）在d（del）状态下清零。setp o sp step 1999 go（b） 在w(wp)状态下清零；nop a go go 清零后，用户内存的辅助器全部处于断开状态，计数器和移位寄存器、定时器等全部被复位。(3.2)程序的写入清零后，新的用户程序从第0步开始写入，便可开始写入程序。fx系列程序写入时，程序中的软组件代号必须键入。例：写入第一条指令：0 ld x 0。按下列的顺序依次先后按下列各键：在w（wr）状态下：ld x o go 在按下执行键（go）之后，步序号自动如1。此时如果希望变更指令或组件号，可按（）键，步序号向后滚转减一。然后写入新的指令。(3.3)程序的读出清除用户内存写入程序检查程序修改程序程序正确否？运行程序程序符合要求？结 束图1.3-3写入程序结束后，为了检查写入的程序是否正确，需要将程序读出。读出程序时，先按读出操作键r（rd），然后指定步序号，再按执行键，便可以读出该步序号的指令：在r（rd）状态下ster 步序号 go ，如果希望读出该步序的前面程序；可以继续按（）键，如果读出后面的序顺；可按（）键。(3.4)指令的修改要修改某一条指令时，首先读出应修改的指令，当时针对准要修改的指令后，只要写入新指令，该步序即变为新的指令，旧指令自然消失。(3.5)指令的删除首先读出该指令，指针对准应删除的指令后，在删除操作的状态下，按执行键go，该指令即被删除，后面指令的步序自动接上。在d（del） 状态下按（）使 对准应删除的指令，再按go 。(3.6)指令的插入在i（ins）u状态下。 或（）使u指针对准插入步序号，输入插入指令后，再按执行键go，该指令便插入在原指令之前，其步序号为原指令的步序号，而原指令及其后各条指令步序号的均自动加1。 (4)、实训步骤程序的键入和读出。实训用梯形图如图1.3-4所示，并转变成助记符程序表。图1.3-41 在键入程序前，首先将nop成批写入，进行清零。操作前，把plc的run输出端子设置为off。2键操作的流程图如图1.3-5所示。1 ldx0goory0goani x1goouty0go2 ldy0goldt1gooutt0spk20go3 ldt0gooutt1spk20goouty0go4 endgo 图1.3-5四、实训内容-编程训练1、用手持编器来输程序到plc处。2、用基本指令编电机正反转控制。3、用主控开关编plc实训的各电源控制。4、利用上升沿、下降沿编电动机星形三角形启动控制。五、实训报告1、小结编程器的程序清除、输入、读出、检索、修改及删除等的操作方法。2、写出正确的梯形图及列出正确的助记符程序表。3、总结27个基本指令的难点。113实训课题四 sfc状态图步进指令的使用一、实训目的1 理解并掌握sfc状态图的含义和使用；2 掌握2个步进指令的使用方法；3 掌握软元件s状态继电器的使用。二、实训仪器设备1 plc综合实训装置一台；2 pc机一台；3 swopc-fxgp/win-c软件一套。三、实训指导1、状态转移图（sfc）：是状态编程的重要工具，它包含了状态编程的全部要素。进行状态编程时，一般先绘出状态转移图，在根据转移图写出梯形图或指令表。2、2个子步进指令指令助记符、名称功能步进梯形图的有表示程序步stl步进接点指令步进接点驱动1ret步进返回指令步进程序结束返回1（1）步进接点指令只有常开接点，连接步进接点的其他继电器接点用指令ld或ldi开始。步进指令返回指令ret用于状态s流程结束，返加主程序（母线）。（2）每个状态内的母线上将提供三种功能：驱动负载（out yi）；指定转移条件（ld/ldi xi）；指定转移目标（set si），称为状态三要素。后两个功能是必不可少的。（3）步进接点接通时，其后面的电路才能按逻辑动作。如果步进接点断开，则后面的电路全部断开，相当于该段程序跳过。若需要保持输出结果，可用set和rst指令。（4）常用步进指令实现时间或位移等顺序控制的操作过程。3 单流程状态转移图的编程3.1单流程3.2编程方法和步骤（1）根据控制要求，列出plc的i/o分配表，画出i/o分配图；（2）将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应一个状态，将其分为若干个状态；（3）理解每个状态的功能和作用，即设计驱动程序；（4）找出每个状态的转移条件和转移方向；（5）根据以上分析，画出控制系统的状态转移图；（6）根据状态转移图写出指令表。3.3编程实例 例1 用步进顺控指令设计某行车循环正反转自动控制的程序。 控制要求为：送电等待信号显示按起动按钮正转正转限位停5s反转反转限位停7s返回到送电显示状态。（1）i/o分配 根据控制要求，其i/o分配如图1.4-1所示。图1.4-1 行车循环正反转控制的i/o分配图（2）状态转移图 图1.4-2 行车循环正反转控制的状态转移图（3）指令表 例2 用步进指令设计一个电镀槽生产线的控制程序。 控制要求为：具有手动和自动控制功能，手动时，各动作能分别操作；自动时，按下启动按钮后，从原点开始按图1.4-3 所示的流程运行一周回到原点；图中sq1sq4为行车进退限位开关，sq5、sq6为吊钩上、下限位开关。图1.4-3电镀槽生产线的控制流程（1）i/o分配 x0：自动/手动转换，x1：右限位，x2：第二槽限位，x3：第三槽限位，x4：左限位；x5：上限位，x6：下限位，x7：停止，x10：自动位起动，x11：手动向上，x12：手动向下，x13：手动向右，x14：手动向左，y0：吊钩上，y1：吊钩下，y2：行车右行，y3：行车左行，y4：原点指示。（2）plc的外部接线图（如图1.4-4所示）（3）系统程序（4）指令表程序图1.4-4电镀槽生产线的外部接线图图1.4-5电镀槽生产线的状态转移图4选择性流程及其编程4.1选择性流程程序的特点 由两个及以上的分支程序组成的，但只能从中选择一个分支执行的程序，称为选择性流程程序。4.2编程实例例3 用步进指令设计电动机正反转的控制程序。 控制要求为：按正转起动按钮sb1，电动机正转，按停止按钮sb，电动机停止；按反转起动按钮sb2，电动机反转，按停止按钮sb，电动机停止；且热继电器具有保护功能。 （1）i/o分配 x0：sb（常开），x1：sb1，x2：sb2，x3：热继电器fr（常开）；y1：正转接触器km1，y2：反转接触器km2 。（2）状态转移图 （3）指令表 根据图图1.4-6（a）所示的状态转移图，其指令表如图图1.4-6（b）所示。图1.4-6电动机正反转控制的状态转移图5并行性流程及其编程5.1并行性流程程序的特点 由两个及以上的分支程序组成的，但必须同时执行各分支的程序，称为并行性流程程序。图图1.4-7是具有3个支路的并行性流程程序，其特点如下：图1.4-7并行性流程程序的结构形式5.2并行性流程程序编程注意事项（1）并行性流程的汇合最多能实现8个流程的汇合。（2）在并行分支、汇合流程中，不允许有图图1.4-6（a）的转移条件，而必须将其转化为图图1.4-6（b）后，再进行编程。四、实训内容-编程训练1、用步进指令单流程编写下列题目程序洗衣机控制（具有锁存功能）：启动时，首先进水，到高水位时停止进水，开始洗涤。正转洗涤10s，暂停2s后反转洗涤10s，暂停2s后再正转洗涤，如此反复5次。洗涤结束，开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水（同时排水），脱水时间为10s。这样完成一次从进水到脱水的大循环过程。经过2次上述大循环后，洗衣完成报警，报警10s后结束全过程，自动停机。2、用步进指令并行性流程编写交通灯控制控制要求：东西方向绿灯亮10s（后2s闪烁），接着黄灯亮2s，再红灯亮16s；同时南北方向先红灯亮12s，接着绿灯亮14s（后2s闪烁），再黄灯亮2s，这为反复循环。五、实训报告1、写出i/o分配表；2、按控制要求编写出程序；3、画出外围接线图；4、上机调试并运行程序；5、结论（回答老师的提问）。实训课题五 应用功能的使用（一）一、实训目的1 掌握功能指令的基本规则；2 了解功能指令3 掌握mov、cmp、inc、dec、segd指令的使用；4 掌握功能指令编程的基本思路和方法；二、实训仪器设备1 plc综合实训装置一台；2 pc机一台。三、实训指导功能指令分类表fnc00fnc09程序流程fnc110fnc119浮点运算1fnc10fnc19传送与比较fnc120fnc129浮点运算2fnc20fnc29算术与逻辑运算fnc130fnc139浮点运算3fnc30fnc39循环与移位fnc140fnc149数据处理2fnc40fnc49数据处理fnc150fnc159定位fnc50fnc59高速处理fnc160fnc169时钟运算fnc60fnc69方便指令fnc170fnc179格雷码变换fnc70fnc79外部设备i/ofnc220fnc249触点比较指令fnc80fnc89外部设备ser（一）、功能指令的表示形式其表现的形式如下： 1、s叫做源操作数，其内容不随指令执行而变化，在可利用变址修改软元件的情况下，用加“”符号的s表示，源的数量多时，用s1s2等表示。2、d叫做目标操作数，其内容随指令执行而改变，如果需要变址操作时，用加“”的符号d表示，目标的数量多时，用d1d2等表示。3、n叫做其他操作数，既不作源操作数，又不作目标操作数，常用来表示常数或者作为源操作数或目标操作数的补充说明。可用十进制的k、十六进制的h和数据寄存器d来表示。在需要表示多个这类操作数时，可用n1、n2等表示，若具有变址功能，则用加“”的符号n表示。此外其他操作数还可用m来表示。（二）、数据长度和指令类型1数据长度 功能指令可处理l6位数据和32位数据，例如：2指令类型fx系列plc的功能指令有连续执行型和脉冲执行型两种形式。 连续执行型的如：上图程序是连续执行方式的例子，当x1为on时，上述指令在每个扫描周期都被重复执行一次。 脉冲执行型的如：（三）、操作数操作数按功能分有源操作数、目标操作数和其他操作数；按组成形式分有位元件、字元件和常数。1位元件和字元件2位元件的组合3变址寄存器 fx2n系列可编程控制器应用指令总表四、实训内容-编程训练1、用功能指令设计一个数码管循环点亮的控制系统，其控制要求如下：（1）手动时，每按一次按钮数码管显示数值加1，由09依次点亮，并实现循环；（2）自动时，每隔一秒数码管显示数值加1，由09依次点亮，并实现循环。i/o分配 x0：手动按钮，x1：手动/自动开关；y0y6：数码管a b c d e f g 。梯形图设计 根据系统的控制要求及i/o分配，其程序如图1.5-1所示。图1.5-1 系统接线图2、课后自由训练：每秒钟加1，由0开始到20时重新开始，并有七段译码管显示。3、课后自由训练：每秒钟减1，由20开始到0时重新开始，并有七段译码管显示，十位数为0时不显示。4、用功能指令mov编写正反转电机控制和y-电机启动控制。五、实训报告1、写出i/o分配表；2、按控制要求编写出程序；3、画出外围接线图；4、上机调试并运行程序；5、结论（回答老师的提问）。实训课题六 应用功能的使用（二）一、实训目的1、了解步进电机的工作原理2、掌握用deco指令实现步进电机正反转和调速控制的程序二、实训仪器设备1、fx2n48mr的plc一台2、三相六拍带驱动电源的步进电机一台3、正反切换开关一个4、起停开关一个5、增减速开关一个三、实训指导步进电机工作原理步进电机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉信号转变成角位移，即给一个脉冲信号步 进电动机就转动一个角度。如图1.61是一个三相反应式步进电动机结构图。从图可以看出，它分成转子和定子两部分。定子是由硅钢片叠成的。定子上有6个磁极(大极)，每2个相对 的磁极(n、s极)组成一对，共有3对。每对磁极都缠有同一绕组，也即形成一相，这样3对磁极有3个绕组，形成三相。可以得出，三相步进电动机有3对磁极、3相绕组；四相步 进电动机有4对磁极、4相绕组；依此类推。反应式步进电动机运动的动力来自于电磁力。在电磁力的作用下，转子被强行推动到最大磁导率(或者最小磁阻)的位置如图1.61(a)所示，定子小齿与小齿对齐的位置，并处于平衡状态。对三相步进电动机来说，当某一相的磁极处于最大磁导位置时，另外两相必须处于非最大磁导位置如图1.61(b)所示，定子小齿与转子小齿不对齐的位置。图1.61我们把定子小齿与转子小齿对齐的状态称为对齿；把定子小齿与转子小齿不对齐的状态称为错齿。错齿的存在是步进电动机能够旋转的前提条件，所以，在步进电动机的结构中必须保证有错齿存在，也就是说，当某一相处于对齿状态时，其他相必须处于错齿状态。 三相步进电动机其工作方式有单三拍、双三拍、混合之分，其中双三拍通电时间长，消耗的电功率大，当然，获得的电磁转距也大。（1）单三拍工作方式三相步进电动机如果按a-b-c-a方式循环通电工作，就称这种工作方式为单三拍工作方式。其中“单”指的是每次对一个相通电；“三拍”指的是磁场旋转一周需要换相3次，这时转子转动一个齿距角。（2）双三拍工作方式双三拍的工作方式是：每次对两相同时通电，即所谓“双”；磁场旋转一周需要换相3次，即所谓“三拍”，转子转动一个齿距角，这与单四拍是一样的。在双三拍工作方式中，步进电动机正转的通电的顺序为：ab-bc-ca。反转的通电顺序为：ba-ac-cb。（3）三相六拍工作方式本实训的通电顺序为a-ab-b-bc-c-ca-a，即一相和两相间隔轮流通电的方式运行，这样三相绕组的六种不同的通电状态组成一个循环，步进电机这种运行方式称为三相六拍。1、控制要求以三相六拍步进电机为例,要求plc产生脉冲列,作为步进电机驱动电源功放电路的输入。脉冲正序列为a-ab-b-bc-c-ca，脉冲反序列ca-c-bc-b-ab-a。当x1打到自动位置时，x0闭合，电机正转。当x3闭合时，电机反转。点动x4时，电机减速，脉冲周期变长。点动x5时，电机加速，脉冲周期变短。当x1打到手动位置时，点动x2，电机正转一拍。当x3闭合时，电机反转一拍。plc的i/o分配表见表1.61，i/o分配图见图1.62输入点输出点x0总开关y0a相功放电路x1手动/自动开关y1b相功放电路x2单步按钮y2c相功放电路x3反转按钮x4减速按钮x5加速按钮表1.61图1.622、程序设计 程序中采用积算定时器t246为脉冲发生器，（因系统配置的plc为继电器输出类型，其通断频率过高有可能损坏plc，故设定值为k200k1000,定时为200ms1000ms，则步进电动机可获得110步/秒的变速范围。（x3为off时，正转；x3为on时，反转）。x3为off，输出正脉冲列，步进电机正转。当x3为on时，t246以d0值为预置值开始计时，时间到，t246导通，执行deco指令，根据d1数值（首次为0），指定m10输出，y0为on，步时电机a相通电；d1加1，然后，t246马上自行复位，重新计时，时间到，t246又导通，再执行deco指令，根据d1数值（此次为1），指定m11输出，y0、y1为on，步进电机a、b相通电；d1加1，然后，t246马上又自行复位，重新计时，时间到，t246又导通，再执行deco指令，根据d1数值（些次为2），指定m12输出，y1为on，步进电机b相通电；依次类推，完成脉冲列输出要求。当m16为on，马上复位d1，重新开始新一轮脉冲系列的产生。x3为on，输出反脉冲列，步进电机反转。当x3为on时，t246以d0值为预置值开始计时，时间到，t246导通，执行deco指令，根据d1数值（首次为0），指定m10输出，y0、y2为on，步进电机c、a相通电；d1加1，依些类推，完成反序脉冲列的输出，当m16为on，马上复位d1，重新开始新一轮脉冲系列的产生。3、程序调试及执行系统连接、试验方法同上述实训则最佳，如不能或没有步进电机，则考虑用三个指示灯代替，将脉冲频率调低一点，通过观察灯亮次序和灯闪烁的频率确定程序正确与否。运行程序，观察输出信号的频率和顺序的变化，分析其动作是否控制要求一致。调速时按x4或x5按钮，观察d0的变化，当变化值为所需速度值时释放。如动作情况与控制要求一致表明程序正确，保存程序。如发现程序运行与控制要求不符，应仔细的分析，找出原因，重新修改，直到程序与控制要求相符为止。4、实训思考练习题如果调速需经常进行，可将d0的内容显示出来，试设想方案，修改程序，并实验。四、实训内容-编程训练1、 用deco指令实现喷水池花式控制（控制要求同上），编写此程序，并上机调试。2、 试编写四相八拍步进电机程序，并上机调试。3、 如认为实验程序不是最优，可以修改程序。梯形图见图1.64。4、 用deco编写交通灯的控制。图1.64实训课题七 应用功能的使用（三）一、实训目的1、了解售货机自动控制系统的工作原理2、掌握数学运算指令的使用3、掌握比较运算指令的使用二、实训仪器设备1、fx2n48mr的plc一台2、按钮四个3、感应器四个4、指示灯两个5、传动电机四个6、电磁阀两个三、实训指导1、自动售货机的工作原理 根据售货机自动控制系统的流程可以知道自动售货机的主要系统包括：计币系统、比较系统、选择系统、饮料供应系统、退币系统和报警系统。（1）、计币系统当有顾额色买饮料时，投入的钱币经过感应器，感应器记忆投币的个数关且传送到检测系统（即电子天平）和计币系统。只有当电子天平测量的重量少于误差值时，允许计币系统进行叠加钱币，叠加的钱币数据存放在数据寄存器d2中。如果不正确时，认为是假币。既定出投币，既定出系统，等待新顾客。（2）、比较系统投入完毕后，系统会把d2内钱币数据和可以购买饮料的价格进行区间比较，当投入的钱币小于2元时，指示灯y0亮，显示投入的钱币不足。此时可以再投币或选择退币。当投稿的钱币在23元之间时，汔水选择指示灯长亮。当大于3元时，汔水和咖啡的指示灯同时长亮。此时可以选择饮料或选择退币。（3）、选择系统比较电路完成后选择电路指示灯是长亮的，当按下汽水或咖啡选择时，相应的选择指示灯由长亮转为以1秒为周期闪烁。当饮料供应完毕时，闪烁同时停止。（4）、饮料供应系统当按下选择按钮时，相应的电磁阀（y4或y6）和电机（y3或y5）同时启动。在饮料输出的同时，减去相应的购买钱币数。当饮料输出达到8秒时，电磁阀首先关断，小电机继续工作0.5秒后停机。此小电机的作用是：在输出饮料时，加快输出。在电磁阀关断时，给电磁阀加压作用，加速电磁阀的关断。（注：由于该售货机是长期使用，电磁阀使用过多时，返回弹力减少，不能完全关断会出现漏饮料的现象。此时电机y3和y5延长工作0.5秒起到电磁阀加压的作用，使电磁阀可以完好的关断。）（5）、退币系统当顾客购完饮料后，多余的钱币只要按下退币按钮。系统就会把数据寄存器d2内的钱币数首先除以10得到整数部分，是1元钱需要退回的数量，存放在d10里。余数存放在d11里。再用d11除以5得到的整数部分是5角钱需要退回的数量，存放在d12里。余数存放在d13里。最后d13里面的数值，就是1角钱需要退回的数量。在选择退币的同时启动3个退币电机。3个感应器开始计数，当感应器记录的个数等于数据寄存器退回的币数时，退币电机停止运转。（6）、报警系统报警系统如果是非故障报警，只要通过网络通知送液车或者送币车即可。但是如果是故障报警则需要通知维修人员到现声进行维修。同时停止服务，避免造成顾客的损失。2、plc输入点与输出点的分配表 输入点分配表见表1.71。名 称代号输入编号名 称代号输入编号1角钱币入口x0退币感应器sb4x105角钱币入口x1汽水液量不足x111元钱币入口x2咖啡液量不足x12汽水选择按钮sb2x31元钱币不足x13咖啡选择按钮sb3x45元钱币不足x141元退币感应器x51角钱币不足x155角退币感应器x6启动sb0x161角退币感应器x7急停sb1x17表